Les circuits intégrés de pilote se concentrent sur le niveau élevé

May 18, 2023

Les circuits intégrés de commande occupent une place importante dans de nombreuses conceptions liées à l'alimentation, par exemple dans les véhicules électriques (VE). Une conception optimisée nécessite un examen plus approfondi des exigences, telles que l'efficacité, la densité et le coût. Selon les particularités de l'application, il y a toujours des compromis à faire.

Dans cet article, nous examinons les lacunes que chacun de ces appareils comble dans l’industrie, ainsi que leurs principales caractéristiques et attributs.

Malgré leur popularité dans les technologies commerciales, l'industrie manque de circuits intégrés de commande de grille de puissance capables de gérer des niveaux de tension élevés (supérieurs à 600 V) dans des applications telles que les véhicules électriques (VE) tout en conservant une isolation élevée.

Dans le même esprit, Renesas Electronics a récemment dévoilé un nouveau circuit intégré de commande de grille, le RAJ2930004AGM, qui prend en charge les dispositifs d'alimentation de 1 200 V avec une tension d'isolement de 3,75 kVrms. Il est conçu pour piloter des IGBT et des MOSFET en carbure de silicium (SiC) pour les onduleurs EV.

Les pilotes de grille reçoivent des signaux de commande du microcontrôleur (MCU) dans le domaine basse tension. Ils transfèrent ces signaux aux dispositifs d'alimentation de commutation dans le domaine haute tension, créant ainsi un besoin d'isolation électrique entre l'entrée et la sortie.

Une isolation élevée à haute tension est cependant particulièrement difficile. L'isolation nécessite toujours une connexion d'une manière ou d'une autre pour permettre le contrôle des interrupteurs d'alimentation. Il ne doit pas permettre à une quantité importante de courant de circuler entre les deux côtés, ce qui est difficile à haute tension.

Plus les tensions sont élevées, plus la contrainte exercée sur le matériau d'isolation est importante, ce qui rend plus difficile le maintien d'un niveau élevé d'isolation. De plus, les pointes de haute tension peuvent également mettre à rude épreuve cette isolation.

Selon Renesas, son dispositif RAJ2930004AGM surmonte ces défis et dispose d'un isolateur de 3,75 kVrms tout en résistant jusqu'à 1 200 V. Pour réduire le pic de haute tension, le pilote ajoute du CMTI (immunité transitoire en mode commun) à 150 V/ns.

De plus, il intègre une pince de fraisage active, un arrêt progressif, un circuit de protection contre les surintensités, un verrouillage en cas de sous-tension (UVLO) et un retour d'erreur. Son petit boîtier SOIC16 le rend adapté aux onduleurs, aux chargeurs embarqués et aux convertisseurs DC-DC. Plus de détails peuvent être trouvés dans la fiche technique RAJ2930004AGM.

L’intégration constitue une lacune majeure dans le secteur des pilotes de portail. La plupart des circuits intégrés de commande de grille disponibles sur le marché peuvent ne pas convenir aux applications limitées en espace. Il existe un besoin en circuits intégrés de pilotage capables d'intégrer plusieurs fonctions, telles que le pilotage de grille, la régulation de tension et la protection, dans un seul boîtier à petit facteur de forme afin de réduire les composants externes et d'économiser de l'espace sur la carte.

C'est dans cet esprit qu'Infineon Technologies a récemment présenté son circuit intégré de commande de grille triphasé MOTIX 6ED2742SOIQ 160 V. L'appareil cible les applications limitées dans l'espace telles que les outils électriques sans fil, la robotique, les drones et les véhicules électriques légers (VE). Il intègre une unité de gestion de l'alimentation (PMU), un amplificateur de détection de courant (CSA) et une protection contre les surintensités, ce qui le rend bien adapté aux isolations de commande de moteur BLDC (CC sans balais) alimentés par batterie dans ces applications.

Le nouveau Infineon MOTIX 6ED2742SOIQ est un circuit d'attaque de grille silicium sur isolant (SOI) 160 V doté d'une unité de gestion de l'alimentation intégrée, d'un amplificateur de détection de courant avec gain sélectionnable entre la tension d'alimentation et la terre et d'une protection contre les surintensités. Il dispose également de diodes bootstrap intégrées alimentant trois condensateurs externes.

Le circuit intégré peut prendre en charge un fonctionnement à cycle de service de 100 % grâce à une charge d'entretien. Il comprend également des fonctionnalités de protection telles que le verrouillage contre les sous-tensions (UVLO), la protection contre les surintensités avec seuil réglable, la communication des défauts et la récupération automatique des défauts. Le pilote de sortie est conçu pour une conduction croisée minimale. L'appareil offre un délai de propagation de 100 ns et un temps mort minimum de 100 ns avec adaptation de délai intégrée.

Pour les applications de pilotes de moteurs industriels alimentés par batterie, la fiabilité thermique est essentielle. Le pilote MOTIX est disponible dans le boîtier QFN-32 avec un bloc d'alimentation exposé thermiquement efficace. Plus d’informations sont disponibles dans la fiche technique 6ED2742SOIQ.